79 (67)

11. Badanie zjawiska Halla 79

Zasada pomiaru

Najczęściej spotykanym i najłatwiejszym sposobem pomiaru stałej Halla Rh jest stosowanie stałego prądu I_H płynącego przez hallotron oraz stałego pola magnetycznego.

Układ pomiarowy składa się z dwóch obwodów. Pierwszy jest obwodem zasilania elektromagnesu. W polu elektromagnesu, prostopadle do linii pola magnetycznego, ustawiono hallotron. Drugi obwód jest obwodem zasilającym hallotron, przez który płynie prąd stały o ustalonej wartości. Miliwoltomierzem mierzy się poprzeczne napięcie Uh, między bocznymi ściankami hallotronu.

Rys. 11.2. Schematy obwodów elektrycznych do pomiaru indukcji magnetycznej i parametrów hallotronu: a) obwód zasilania elektromagnesu, b) układ do pomiaru napięcia Halla; H- hallotron, K - komutator

Podczas obserwacji zjawiska Halla występują dodatkowo niewielkie efekty galwanomagnetyczne i termomagnetyczne, których przyczyną jest odchylanie torów elektronów przez pole magnetyczne, spowodowane rozrzutem prędkości nośników wokół ich prędkości średniej. Oprócz tego rejestruje się tak zwane napięcie asymetrii, które występuje w nieobecności pola magnetycznego, wynikające między innymi z niedoskonałości struktury mikroskopowej stosowanych materiałów. Aby wyeliminować te efekty, pomiary napięcia Halla wykonuje się dla dwóch kierunków pola magnetycznego B i dwóch kierunków przepływu prądu I_H przez hallotron. Otrzymujemy w ten sposób cztery wartości napięcia Uh W praktyce, obliczając średnią arytmetyczną z bezwzględnych wartości tych napięć, w znacznej części eliminujemy dodatkowe efekty towarzyszące zjawisku Halla.

Parametrem opisującym hallotron jest jego czułość y, definiowana następująco'.

(11.11)

Korzystając ze wzorów (11.9) oraz (11.11), możemy napisać:

(11.12)

U_H =Yl_HB.